Programma

Programma di Microbiologia marina e laboratorio
a) OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso consentirà agli studenti di comprendere le peculiari caratteristiche morfologiche, fisiologiche e metaboliche dei microrganismi marini (con particolare riferimento ai procarioti), il loro ruolo nell’ambiente marino e le interazioni con altri organismi. Inoltre consentirà di conoscere le tecniche di base per il loro campionamento e manipolazione in laboratorio. Il corso fornirà un quadro di riferimento per la comprensione di tematiche attuali connesse con i microrganismi marini e le loro potenziali applicazioni (ad es. l'importanza dei microrganismi per gli altri organismi marini, le loro potenzialità in biotecnologia, la pericolosità di alcuni microrganismi e le contromisure necessarie ad annullare potenziali danni di questi).
Il corso fornirà gli approfondimenti necessari a comprendere le peculiarità ecologiche dei microrganismi marini in particolare quelli di alcuni ambienti marini estremi.

b) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Aver sviluppato la conoscenza delle principali peculiarità riguardanti la biologia dei microrganismi marini, del loro metabolismo, del loro ruolo nell’ambiente marino, delle interazioni con altri organismi e delle loro potenzialità in biotecnologia.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Avere una comprensione delle problematiche inerenti i rapporti tra microrganismi marini, gli altri organismi e l’ambiente marino e acquisire una conoscenza degli approcci sperimentali per lo studio della microbiologia marina.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO Essere in grado di interpretare i risultati degli studi inerenti la microbiologia marina. Essere in grado di comprendere il ruolo dei microrganismi marini nell’ambiente e la loro influenza sulla biologia di altri organismi.
ABILITA COMUNICATIVE Essere in grado di descrivere temi scientifici inerenti la biologia dei microrganismi marini in forma sia scritta che orale attraverso uno specifico linguaggio scientifico/tecnico.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO Essere in grado comprendere le metodiche studiate per il campionamento, riconoscimento/identificazione delle comunità microbiche marine e la coltivazione di microrganismi. Tale abilità verrà sviluppata anche mediante il coinvolgimento attivo degli studenti attraverso discussioni orali in aula e durante le esperienze di laboratorio e in campo.

Parte teorica.
Introduzione.
La microbiologia marina tra le discipline microbiologiche.
Tematiche della microbiologia marina, storia e obiettivi.
L'ambiente marino e i microrganismi.
Caratteristiche chimico fisiche dell'ambiente marino (cenni).
Classificazione dei microorganismi.
Metodi e tecniche (richiami dalla M. generale)
Microscopia: ottica, adepifluorescenza, confocale laser ed elettronica. Citometria di flusso.
Campionamento, coltivazione, isolamento, arricchimento, caratterizzazione biochimica.
Identificazione molecolare: PCR, FISH, sequenziamento, ecc.
Studio di comunità: DGGE, TRFLP, PLFA, clone libraries, metagenomica
Quantificazione classica e molecolare.
Diversità dei microrganismi autoctoni marini:
Batteri
Fototrofi ossigenici ed anossigenici (rossi e verdi sulfurei e non sulfurei)
Batteri nitrificanti. Batteri Anammox; zolfo e ferro-ossidanti, idrogenobatteri, spirilli, batteri luminescenti, solfato-riduttori. Metanogeni e metanotrofi, alofili ecc.
Archea marini
Euryarchaeota, Crenarchaeota, Ipertermofili, iperalofili
Ecologia microbica marina:
Microbial loop (circuito microbico).
I cicli biogeochimici (richiami dalla M. generale)
Neve marina: formazione, destino e significato ecologico
Relazioni tra microrganismi ed altri organismi marini: simbiosi, parassitismo, patogenesi.
Microbiologia di ambienti marini particolari ed estremi
Studio delle comunità microbiche degli oceani profondi.
Studio delle comunità microbiche degli ambienti estuarini ed intertidali.
Microrganismi marini e uomo.
Biofouling, biodeterioramento
Biotecnologie dal mare: enzimi, polimeri, degradazione di molecole recalcitranti, ecc.
Patogeni umani ed ambiente marino
Analisi microbiologica dell'acqua.

Parte pratica.
Campionamento di microrganismi marini da ambienti antropizzati e non antropizzati.
Conta vitale e totale di m. marini.
Isolamento, coltivazione e classificazione (metodi colturali e molecolari) di microrganismi marini.
Rilevazione della biodiversità microbica totale di ambienti marini.
Biotecnologie dal mare.
Screening per la produzione di metaboliti/enzimi di interesse industriale
Analisi microbiologica di acqua marina.

Testi consigliati

Libro di testo.

Colin Munn.Marine Microbiology: Ecology and Applications. Garland Science

http://www.nature.com/nrmicro/focus/marinemicrobiology/index.html

Testi consigliati

Brock, Madigan, Martino, Parker, "Brock biologia dei microrganismi", CEA Ambrosiana, terza edizione 2007, volume 1 e 2
Barbieri, Bestetti, Galli, Zannoni- Microbiologia ambientale ed elementi di ecologia microbica - Casa Editrice Ambrosiana, edizione 2008
Colin Munn - Marine Microbiology: ecology and applications - Garland Science, Taylor & Francis Group, 2nd edition (2011)

I file PDF delle lezioni tenute durante il corso sono disponibili dal portale studente e/o sulla piattaforma “moodle”, durante le lezioni verranno distribuite e discusse alcune pubblicazioni scientifiche per l’approfondimento di alcune tematiche.
(LINK: https://moodle.unitus.it/moodle/course/view.php?id=374)

Propedeuticità

Prerequisiti conoscenze di biochimica, citologia, genetica e microbiologia generale ma nessuna propedeuticità

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 40

Valutazione del profitto

Prova orale

Descrizione dei metodi di accertamento

L'esame si svolge nelle forme stabilite dal Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).

Luogo lezioni

Via Felice Guglielmo 4 - Civitavecchia (RM)

Orario lezioni

L'orario è pubblicato sul sito del corso di studio alla voce "Orario delle lezioni"

Comunicazioni

Il Prof. Fenice riceve tutti i giorni previo appuntamento telefonico (0761 357318) o tramite mail (fenice@unitus.it) compatibilmente con gli impegni didattici ed Accademici

Programma

a) OBIETTIVI FORMATIVI
Il corso consentirà agli studenti di comprendere le peculiari caratteristiche morfologiche, fisiologiche e metaboliche dei microrganismi marini (con particolare riferimento ai procarioti), il loro ruolo nell’ambiente marino e le interazioni con altri organismi. Inoltre consentirà di conoscere le tecniche di base per il loro campionamento e manipolazione in laboratorio. Il corso fornirà un quadro di riferimento per la comprensione di tematiche attuali connesse con i microrganismi marini e le loro potenziali applicazioni (ad es. l'importanza dei microrganismi per gli altri organismi marini, le loro potenzialità in biotecnologia, la pericolosità di alcuni microrganismi e le contromisure necessarie ad annullare potenziali danni di questi).
Il corso fornirà gli approfondimenti necessari a comprendere le peculiarità ecologiche dei microrganismi marini in particolare quelli di alcuni ambienti marini estremi.

b) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Aver sviluppato la conoscenza delle principali peculiarità riguardanti la biologia dei microrganismi marini, del loro metabolismo, del loro ruolo nell’ambiente marino, delle interazioni con altri organismi e delle loro potenzialità in biotecnologia.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Avere una comprensione delle problematiche inerenti i rapporti tra microrganismi marini, gli altri organismi e l’ambiente marino e acquisire una conoscenza degli approcci sperimentali per lo studio della microbiologia marina.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO Essere in grado di interpretare i risultati degli studi inerenti la microbiologia marina. Essere in grado di comprendere il ruolo dei microrganismi marini nell’ambiente e la loro influenza sulla biologia di altri organismi.
ABILITA COMUNICATIVE Essere in grado di descrivere temi scientifici inerenti la biologia dei microrganismi marini in forma sia scritta che orale attraverso uno specifico linguaggio scientifico/tecnico.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO Essere in grado comprendere le metodiche studiate per il campionamento, riconoscimento/identificazione delle comunità microbiche marine e la coltivazione di microrganismi. Tale abilità verrà sviluppata anche mediante il coinvolgimento attivo degli studenti attraverso discussioni orali in aula e durante le esperienze di laboratorio e in campo.

c) PROGRAMMA
Introduzione al corso, test di verifica delle conoscenze di microbiologia generale. Classificazione dei microrganismi. Caratteri classici e caratteri molecolari come criteri per la classificazione dei microrganismi. Identificazione dei microrganismi. Metodi fisiologici: Biolog. Metodi molecolari: estrazione DNA; amplificazione; sequenziamento; confronto in banca dati.Definizione e costruzione di alberi filogenetici. Scelta del metodo; scelta delle sequenze e multiallineamento; scelta dell'outgroup. Il bootstrap. Analisi critica dei risultati ottenuti. Tecnologia del DNA ricombinante. Enzimi di restrizione e realizzazione di una mappa di restrizione. Realizzazione di un costrutto. Plasmidi: vettori di clonaggio, di espressione, di secrezione, di integrazione, vettori shuttle e vettori per lo studio dei promotori. Costruzione di librerie geniche. Teoria della PCR. Evoluzione e applicazioni. PCR Real Time; la chimica dei sistemi di rilevazione; sybr green, sonde di ibridazione o sonde fret, sonde di idrolisi o sonde taqman. Applicazioni: analisi quantitative; rivelazioni delle mutazioni; caratterizzazione dei prodotti. Aspetti teorici della PCR quantitativa. Curva di taratura. Principi di quantificazione. Quantificazione assoluta e relativa. Analisi della curva di melting. Set-up della PCR con controllo interno. Sequenziamento del DNA con metodo Sanger. Le nuove tecnologie NGS. Trasformazione genetica dei procarioti. Trattamento di competenza. Competenza chimica. Elettroporazione. Coniugazione triparentale. Mutazioni. Ricombinazione: modalità e meccanismi. Gene-conversion e crossing over disuguale. Elementi trasponibili (trasposoni): tipologie struttura e meccanismi di azione. Il Plasposone. Biofouling e quorum sensing. Il campionamento: aspetti teorici e pratici per un campionamento corretto e statisticamente significativo.
Campionamento di microrganismi marini da ambienti antropizzati e non antropizzati.
Conta vitale e totale di microrganismi marini.
Isolamento, coltivazione e classificazione (metodi colturali e molecolari) di microrganismi marini.
Rilevazione della biodiversità microbica totale di ambienti marini.
Biotecnologie dal mare.
Screening per la produzione di metaboliti/enzimi di interesse industriale.
Analisi microbiologica di acqua marina.

Testi consigliati

Colin Munn. Marine Microbiology: Ecology and Applications. Garland Science
Brock Biologia dei microorganismi: microbiologia generale, ambientale e industriale. 14° edizione (2016). Casa Editrice Ambrosiana.
Roberto Danovaro - Biologia Marina: biodiversità e funzionalità degli ecosistemi marini. CittàStudi Edizioni.
Barbieri, Bestetti, Galli, Zannoni- Microbiologia ambientale ed elementi di ecologia microbica - Casa Editrice Ambrosiana, edizione 2008.
Altro materiale didattico specifico fornito dal docente.

Propedeuticità

Non sono previste propedeuticità. Tuttavia sono richieste conoscenze dei principi fondamentali di Microbiologia Generale, Biochimica e Genetica.

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 40

Valutazione del profitto

Prova orale

Descrizione dei metodi di accertamento

L'esame, in forma orale, si svolge nelle forme stabilite dall'art. 23 del Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell'attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell'applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).

Luogo lezioni

Polo Civitavecchia - P.zza Verdi 1

Orario lezioni

L'orario è pubblicato sul sito del corso di studio alla voce "Orario delle lezioni"

Comunicazioni

Tutti i giorni previo appuntamento inviando una e-mail all'indirizzo: barghini@unitus.it o telefonando al numero 0761 357451